戚胜耐 胡来铭
浙江省慈溪市庵东实验学校 浙江 杭州湾新区 315327
摘要：初中科学是一门以认识科学本质为基础，以提高学生科学素养为目标的综合性课程。在培养学生核心素养的过程中，科学史的学习更是成为了其重要载体，在初中科学教学中有着不可替代的意义。本文结合华师大版初中科学教材中的相关内容，对部分科学史的资料进行分析，体现它的重要作用与价值。
关键词：科学史 初中科学 作用价值
美国著名科学史学家乔治·萨顿曾说过：“科学的历史虽然只是人类历史的一小部分，但却是本质的部分，是唯一能够解释人类社会进步的那一部分。”在《初中科学课程标准》（2011版）中也指出，“在义务教育阶段的科学课程中适当引入科学史，作为学生学习科学的一种补充手段，教学效果应当通过学生科学素养的提高来体现。”
初中阶段是学生科学素养发展的关键时期，而科学史的学习更是成为了其重要载体。为了更好的培养学生的科学素养，如何充分利用相关科学史内容进行教育教学就显得尤为重要。科学史的恰当运用往往能激起学生学习科学的强烈愿望，给学生开创学习科学的广阔天地。下面我根据自己教学实际，结合华师大版初中科学教材中的相关内容谈谈科学史在初中科学教学中的作用与价值。
一、激发兴趣，培养探究精神
兴趣是最好的老师，学生探索自然界的兴趣是学习科学最直接的动力。而在科学史中无论成功与否，都与科学家最初的好奇心密不可分。正是科学家们对于种种反常现象的不解，激发了他们探索的兴趣。从这些案例中就能让学生直观感受到科学家孜孜不倦的探究精神，而有些科学史案例更能直接当做问题情境来激发学生的学习兴趣，培养他们的探索精神和科学态度。
例如教材中“笔尖上的行星——海王星”的发现过程，可以从伽利略的“错失”引入，到后来布瓦尔观测天王星的轨道数据与理论计算有很大出入。紧接着对这个困扰科学家20多年的反常现象进行展开，最后由亚当斯和勒威耶先后计算得出天空中有未知行星在运动，从而引起了人们的重视并发现了海王星。
再如学习植物的光合作用一课中，教材中有“海尔蒙特的柳树试验”的小资料。本科学史中的实验结果：5年后，柳树质量增加到76.6kg，而土壤只减少0.0567kg。把这个实验事实作为问题情境抛给学生，让学生产生浓厚的学习兴趣，融入其中，以此提出问题、作出假设、进行探索。
科学史上这样的例子举不胜举：牛顿发现万有引力、奥斯特发现电流的磁效应、法拉第的电磁感应……
二、启发思维，构建正确科学观
在学习科学的过程中，如果学生光靠死记硬背，重复机械的学习，不仅耗时费力，长期以往更会打压学生学习科学的兴趣。为了让学生融会贯通，加深对科学方法、科学过程甚至科学概念的理解，引入科学史能让枯燥无味的学习丰富起来，也有助于他们形成较完整的知识体系，构建正确的科学观。
比如在进行大气压的教学中，大气压的数值是1.013×105Pa这需要学生能够记住。当然这点并不难，但是光靠记忆，学生不能很好地理解大气压的存在，更不要说对于大气压发现过程中对此的认识与了解。所以在此可以将课本中托里拆利实验中的相关步骤、现象进行展开，引入有关托里拆利的科学史故事，更可引入帕斯卡等人创造性的研究方法，让冰冷的数值变得有血有肉，使其印象深刻。
又如关于科学中的热量与温度，这是学生在初中学习过程中极易混淆的一对概念，究其原因由于学生仅浮与概念表面，略知一二所带来的后果。其实在这里可以引入热量与温度分道扬镳的故事，简单讲述关于布莱克所设计的几个巧妙地小实验，从实验结果中去区分热量与温度。当然对于学优生更可以补充拓展到有关拉瓦锡和拉普拉斯的科学故事，在科学史的变化过程中理解、巩固相关科学概念，从而构建正确的科学观。
三、不断探索，体验科学探究
对于初中生来说，刚开始接触科学探究，仅仅通过教材中某几节的知识点介绍是远远不够的。他们不能很好的理解科学探究的实质，只会因探究而探究，偏离了科学探究的轨道。这时就需要插入一些科学史，让他们感受科学家的科学探究精神，并且指导他们学习科学家的探究方法，体验发现问题解决问题的过程。
如在学习空气的成分一节内容中，通过教材内容的学习学生很容易掌握空气主要由氮气、氧气、二氧化碳及稀有气体等组成。但这里有的只是知识点的串联，其实在此可以很好地引入相关科学史的介绍。从1772年卢瑟福在密闭容器中燃烧磷，发现所谓的“浊气”或“毒气”。到1774年普利斯特里加热氧化汞，发现蜡烛在分解出的“空气”中燃烧，放出更为光亮的火焰，当时他把氧气称之为“脱燃素空气”，把氮气称之为“被燃素饱和了的空气”。但由于他们被传统的燃素说所束缚，没有得到真理。此后法国化学家拉瓦锡在1777年认识到空气是两种气体的混合物，一种是能助燃，有助于呼吸的气体，并把它命名为“氧”；另一种不助燃，无助于生命的气体，命名为氮。经过百余年后，英国物理学家雷利于1892年发现从含氮的化合物中制得的氮气与从空气中分离出来的氮气在相同情况下每升重量有几毫克之差，经过多方面试验断定它是一种极不活泼的新元素，定名为氩，之后空气中其它的稀有气体也陆续被科学家们发现。
又比如在讲解原子结构的内容时，可以将科学家们的研究过程进行展开讲解。从道尔顿开创原子学说开始到汤姆森、卢瑟福、波尔等几位科学家的研究进展。在逐步完善原子结构的同时，让学生学习科学家们发现科学规律的过程，体验基本的科学探究，让学习内容更为具体化、形象化、立体化。
四、了解过程，树立正确人生观
学习科学史，以史为鉴，能让学生了解到科学探究过程中，前人是如何处理利益、合作等复杂关系的，如何处理道德伦理、社会责任、成果荣誉等现实问题的。从而培养学生正确的世界观、价值观、人生观，全面提高其综合素质。
如前面所述海王星的发现就是由亚当斯和勒威耶先后计算合作得出。再如沃森、克里克合作发现DNA分子的双螺旋结构；伦琴发现的X射线直接影响了医疗影像技术的发展，如今医院放射科常见的X光检测仪就是应用于此。当然这样的科学史不胜枚举，科学家们取得的辉煌成就对学生有重要的教育意义，然而他们的一言一行又何尝不是呢？
五、追求真理，体会人文内涵
在科学史的发展历程中，有成功也有失败，甚至有人为此而牺牲。科学家们的创新发现往往会打破当时社会的认知，遭受到传统观念、思维固化等阻碍，追求真理之路常常布满荆棘，科学史亦或是科学家们的奋斗史。只有那些不畏艰难、坚持不懈的人，才能最终攀上科学高峰。
例如著名的“日心说与地心说”，哥白尼提出的日心说对托勒密地心说的否定。由于哥白尼的学说触犯了基督教的教义，遭到了教会反对，他的著作被列为禁书。此后科学家伽利略因为支持日心说而被宗教法庭判处终身监禁；布鲁诺为了维护日心说，最终被教会用火活活烧死。但真理是封锁不住的，经过几个世纪的艰苦斗争，罗马教皇不得不承认哥白尼的日心说是正确的并为社会所承认。
总之，科学史是人类在认识自然、改造自然的历史中留下的宝贵精神财富，更是我们科学教学中的重要资源。教师在教学过程中适当引入科学史作为学习科学的一种补充手段，适时适量地把科学史进行整合，在带领学生认识科学“巨人”的同时，培养他们的科学态度、科学精神、科学方法，让科学史真正为科学核心素养的形成而服务。
参考文献：
[1]初中科学课程标准[M].中华人民共和国教育部.北京师范大学出版社，2011.
[2]蔡呈腾.科学史上的动人时刻[M].天津科学技术出版社，2018.
[3]沈立富.科学史教育在初中科学教学中的实践与探索[J].教育教学研究，2016（23）：173.